"Photoreactive azido-containing silica nanoparticle/polycation multilayers: durable superhydrophobic coating on cotton fabrics". Y. Zhao, Z. Xu, X. Wang, T. Lin. LANGMUIR 28, 6328 (2012).
DOI: 10.1021/la300281q
In this study, we report the functionalization of silica nanoparticles
with highly photoreactive phenyl azido groups and their utility as a
negatively charged building block for layer-by-layer (LbL) electrostatic
assembly to produce a stable silica nanoparticle coating.
Azido-terminated silica nanoparticles were prepared by the
functionalization of bare silica nanoparticles with
3-aminopropyltrimethoxysilane followed by the reaction with
4-azidobenzoic acid. The azido functionalization was confirmed by FTIR
and XPS. Poly(allylamine hydrochloride) was also grafted with phenyl
azido groups and used as photoreactive polycations for LbL assembly. For
the photoreactive silica nanoparticle/polycation multilayers, UV
irradiation can induce the covalent cross-linking within the multilayers
as well as the anchoring of the multilayer film onto the organic
substrate, through azido photochemical reactions including C–H
insertion/abstraction reactions with surrounding molecules and
dimerization of azido groups. Our results show that the stability of the
silica nanoparticle/polycation multilayer film was greatly improved
after UV irradiation. Combined with a fluoroalkylsilane post-treatment,
the photoreactive LbL multilayers were used as a coating for
superhydrophobic modification of cotton fabrics. Herein the LbL assembly
method enables us to tailor the number of the coated silica
nanoparticles through the assembly cycles. The superhydrophobicity of
cotton fabrics was durable against acids, bases, and organic solvents,
as well as repeated machine wash. Because of the unique azido
photochemistry, the approach used here to anchor silica nanoparticles is
applicable to almost any organic substrate.
En este estudio se reporta la funcionalización de nanopartículas de dióxido de silicio con grupos fenil azida altamente fotorreactivos, así como su utilidad como bloque de construcción cargado negativamente para un ensamblaje electrostático capa por capa (LbL) que produce recubrimientos estables de nanopartículas de dióxido de silicio. Las nanopartículas de dióxido de silicio con terminaciones azida fueron preparadas mediante la funcionalización, con 3-aminopropiltrimetoxisilano, de nanopartículas de dióxido de silicio sin recubrir, seguido de una reacción con ácido 4-azidobenzoico. La funcionalización azida fue confirmada mediante FTIR y XPS. También se injertó poli(clorhidrato alilamina) con grupos fenil azida y se usó como fuente de policationes fotorreactivos para el ensamblaje LbL. Para la preparación de multicapas de nanopartículas de dióxido de silicio y policationes, se usó luz UV que induce el entrecruzamiento covalente entre las multicapas y hace que la película multicapa se ancle a un substrato orgánico, a partir de las reacciones fotoquímicas de la azida, las cuales incluyen a reacciones de inserción/abstracción de C-H con las moléculas circundantes, y la dimerización de los grupos azida. Los resultados muestra que la estabilidad de la película multicapa hecha de nanopartículas de silicio y policationes se vio incrementada después de la iluminación con luz UV. En combinación con tratamiento posterior a base de fluoroalquilsiliano, las multicapas fotorreactivas LbL fueron usadas como un recubrimiento para modificar superhidrofóbicamente tejidos de algodón. En este caso el método de ensamblaje LbL permite controlar el número de nanopartículas de dióxido de silicio recubiertas mediante ciclos de ensamblaje. La superhidrofobicidad de los tejidos de algodón es resistente ante los ataques de ácidos, bases, y solventes orgánicos, así como también ante varios lavados en lavadora. Debido a la fotoquímica única de los grupos azida, la estrategia usada en este trabajo, para anclar a las nanopartículas de dióxido de silicio, es aplicable a casi cualquier substrato orgánico.
No comments:
Post a Comment